JP2007091326A

JP2007091326A - 紙袋

Info

Publication number: JP2007091326A
Application number: JP2005286855A
Authority: JP
Inventors: Hisami Satake; 寿巳佐竹
Original assignee: Nippon Seitai Corp
Current assignee: Nippon Seitai Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】取扱い性が良好であるとともに充填適性に優れ、かつ高い破袋強度及び突き刺し強度を有し、紙層の減層化を可能にした多層構成の紙袋を提供する。
【解決手段】２層以上の紙基材から構成された紙袋において、最内層の紙基材として、ＪＩＳＰ８１１３に規定の引張り破断伸びが、縦方向、横方向のいずれもが１０％以上である伸張紙を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高い引張り破断伸びをもつ紙基材として伸張紙を用いた紙袋に関する。

従来より、紙袋に使用する紙基材の引張エネルギー吸収量が高いほど、袋が落下したときの破袋に対する強度、及び鋭利な物体にて衝撃を受けたときの破袋である突き刺しに対する強度が大きいことが知られている。紙袋に要求される品質として、衝撃を受けた際に破れにくいことが要求される。紙袋の強さを示す一つの指標である破袋強度は、平らな面に落下させた場合の強度である。しかし、実際には落下した所が平らであるとは限らずたとえば尖った石の上に落ちたり、運搬中に鋭利な物体にぶつかったりする等の状況が多々あり得る。このような場合でも紙袋が破れないためには、通常の破袋強度ではなく、突き刺し強度が重要になる。したがって、破れにくい袋の品質として、突き刺し強度が高いことが重要になる。

紙袋の分野では、高い引張エネルギー吸収量をもつ紙基材として伸張紙が用いられてきた。伸張紙は抄紙時に収縮処理により伸び特性を付与した紙である。伸張紙製造技術においては、より高い伸びを付与するためには紙を収縮処理する技術も重要であるが、収縮処理する紙シート自体の伸びと強度が高いことも重要である。このような観点から伸張紙の紙シートに使用するパルプはできるだけ叩解されたものを使用することが望ましい。

しかしながら、叩解を進めたパルプを用いると、紙袋を構成する紙基材として重要な品質である透気度を高めてしまうという問題があった。透気度が高い紙基材を紙袋に用いた場合、たとえば紙袋に小麦粉等の粉状のものを風送により充填する場合、充填物と共に送りこまれた空気の抜けが悪いため充填速度が著しく遅くなるという問題や、紙袋内の圧が高まり紙袋そのものが破袋してしまうといった問題がある。多層袋への充填適性の改善方法としては、透気度を４〜１０秒としたクラフト紙を使用した多層袋が提案されている（特許文献１）。
特許第３１８０８０４号公報

紙袋の中でも特に産業用に使用される重包装用の多層袋（重袋）では、省資源化のために紙層の減層化への期待が強まっている。現在の紙袋と同じ強度を維持しつつ紙層を減層化する方法は、現在よりも高い引張エネルギー吸収量を有する伸張紙を使用すればよい。しかしながら、より高い引張エネルギー吸収量を得るために、収縮処理を行う紙シートに使用するパルプの叩解を高めた場合、透気度が高くなりすぎるため充填時の作業適性が著しく低下するといった問題がある。一方、透気度をより低くする手段としてはパルプの叩解を軽減しフリーネスを高くする方法があるが、収縮処理するシートそのものの強度や伸びが得られ難くなるため、結果的に強い破袋強度及び突き刺し強度を有する伸張紙を得ることができない。すなわち、高い破袋強度及び突き刺し強度を得る方法と、充填適性を得る方法とは相反するものである。

また、伸張紙からなる１層の紙基材から構成された紙袋は十分な破袋強度及び突き刺し強度が得られるが、伸張紙の紙腰が低く、充填時あるいは運搬時の取扱いが問題になっていた。一方、２層以上の紙基材から構成され、伸張紙からなる紙基材を最外層として用いた多層袋は、突き刺し強度が低下してしまうという問題があった。

本発明の課題は、取扱い性が良好であるとともに充填適性に優れ、かつ高い破袋強度及び突き刺し強度を有し、紙層の減層化を可能にした多層構成の紙袋を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、２層以上の紙基材から構成された紙袋において、最内層の紙基材として、ＪＩＳＰ８１１３に規定の引張り破断伸びが、縦方向、横方向のいずれもが１０％以上である伸張紙を用いることを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、最内層の紙基材として、ＪＩＳＰ８１１３に規定の引張り破断伸びが、縦方向、横方向のいずれもが１０％以上である伸張紙を用いることにより、十分な破袋強度が得られることから紙袋の層数を減らすことができる。そして、紙袋の層数を減らすことができるので、十分な充填適性を有する。また、最内層の紙基材として前記伸張紙を用いることにより、破袋強度及び透気度を損なうことなく、高い突き刺し強度が得られる。さらに、２層以上の紙基材から構成されるので紙腰が高く、内容物の充填時あるいは運搬時の取扱い性が良好である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記最内層の紙基材を構成する伸張紙は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で７００Ｊ／ｍ^２以上であり、かつＪａｐａｎＴＡＰＰＩＮｏ．５−２で規定された測定法による透気度が１５０秒以下であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、前記最内層の紙基材を構成する伸張紙は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で７００Ｊ／ｍ^２以上になっているので、十分な破袋強度が得られることから紙袋の層数を減らすことができ、また最内層に伸張紙を用いることにより、破袋強度及び透気度を損なうことなく、高い突き刺し強度を得ることができる。また、紙袋の層数を減らすことができるので、前記最内層の紙基材を構成する伸張紙は、ＪａｐａｎＴＡＰＰＩＮｏ．５−２で規定された測定法による透気度を１５０秒以下にすれば、十分な充填適性を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の前記最内層の紙基材を構成する伸張紙は、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、表面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールを備え、加圧下で前記硬質ロールと前記軟質ロールのうち一方のロール周速度に対し他方のロール周速度を遅くして回転するようにした収縮付与装置の、前記一対のプレスロール間に紙シートを通して該紙シートに収縮を与えることによって得られる伸張紙であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、表面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールを備え、加圧下で前記硬質ロールと前記軟質ロールのうち一方のロール周速度に対し他方のロール周速度を遅くして回転するようにした収縮付与装置の、前記一対のプレスロール間に紙シートを通して該紙シートに収縮を与えることにより、高い破袋強度及び突き刺し強度を得ることができる伸張紙が得られる。

本発明によれば、より少ない層構成の紙袋でも、従来のクラフト紙又はクラフト伸張紙からなる多層袋、あるいは最内層以外に伸張紙を用いた多層袋と同等の破袋強度を有し、また優れた突き刺し強度を有する紙袋を得ることができる。さらに、より少ない層構成のの紙袋にすることができるため、従来よりも高い透気度でも十分な充填適性を得ることができる。また、２層以上の紙基材から構成されるので紙腰が高く、内容物の充填時あるいは運搬時の取扱い性が良好である。

以下、本発明に係る紙袋を実施するための最良の形態の一例を説明する。
本発明の紙袋は、２層以上の紙基材から構成されており、最内層の紙基材として伸張紙が使用されている。また、最内層の紙基材の他、最内層以外の紙基材にも伸張紙が使用されていてもよい。そして、本発明では、最内層の紙基材として使用される伸張紙は、ＪＩＳＰ８１１３に規定の引張り破断伸びが、縦方向、横方向のいずれもが１０％以上であることが必須であり、さらに縦方向で２０％以上、横方向で１４％以上であることが好ましい。また、本発明において、伸張紙のＪＩＳＰ８１１３に規定の引張り破断伸びは、縦方向で５０％以下、横方向で３０％以下であることが好ましい。引張り破断伸びが過度に大きいと、引張強度が極端に低下し、紙袋として必要な強度が得られない。

このような伸張紙としては、適度に叩解された天然パルプ、或いはこれに一種以上の合成繊維を混合した原料で抄紙された紙匹を、例えば、特表平１１−５０９２７６号公報に記載されているような収縮付与装置によって収縮処理して製造された伸張紙が、高い引張り破断伸びを有することから、これを好適に用いることができる。

また、伸張紙として、特開２００４−３０７１号公報に記載されている方法によって得られる伸張紙が、高い引張り破断伸びを有することから、これを好適に用いることができる。ここで、この伸張紙について具体的に説明する。この伸張紙は、適度に叩解された天然パルプ、或いはこれに一種以上の合成繊維を混合した原料で抄紙された紙匹の水分を２０〜５０％に調整した湿紙を、ロール周面の周方向に沿った溝をロールの幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールとロール周面が平担な軟質ロールとからなる一対のプレスロールを備え、加圧下で前記硬質ロールの周速度に対して軟質ロールの周速度を遅くして回転するようにした収縮付与装置に通紙して紙匹を収縮させ、処理後に乾燥させることによって得られる。前記収縮付与装置において、前記硬質ロールの前記周方向に沿った溝は、ロール幅方向に０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの間隔で、幅０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ、深さ０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。また、前記硬質ロールと軟質ロールとの線圧は、１００〜７００Ｎ／ｃｍの範囲が好ましく、さらに軟質ロールの周速度が硬質ロールの周速度に対して５０〜９５％の範囲であることが好ましい。

前記天然パルプとしては、針葉樹や広葉樹を用いた木材パルプ、ケナフやバガスなどの非木材パルプ、古紙パルプなど通常の製紙原料であれば特に制限するものではないが、汎用性等の点から木材パルプの使用が好適である。

前記天然パルプに混合される合成繊維としては、例えば、ポリビニルアルコール（例えば、ビニロン）、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリエチレン、ポリエステルなどが挙げられるが、その混合率は、抄紙性、経済性などを考慮すると、５重量％以上３０重量％未満が好適であり、その種類は、基材として要求される特性を満足させるように適宜選択される。

また、本発明において使用される前記伸張紙は、縦方向の引張エネルギー吸収量が７００Ｊ／ｍ^２以上であり、かつＪａｐａｎＴＡＰＰＩＮｏ．５−２で規定された測定法による透気度（以下、透気度とは、ＪａｐａｎＴＡＰＰＩＮｏ．５−２で規定された測定法による透気度のことを云う）が１５０秒以下であることが好ましい。縦方向の引張エネルギー吸収量が７００Ｊ／ｍ^２未満の場合、十分な破袋強度が得られないため、従来のクラフト紙あるいはクラフト伸張紙による紙袋と同様の層数が必要になる。縦方向の引張エネルギー吸収量が７００Ｊ／ｍ^２以上の場合には、十分な破袋強度が得られることから紙袋の層数を減らすことができ、また最内層に前記伸張紙を用いることにより、破袋強度及び透気度を損なうことなく、より高い突き刺し強度を得ることができる。

本発明の紙袋に使用される前記伸張紙の横方向の引張エネルギー吸収量には特に制限はないものの、該伸張紙が本発明の目的である紙袋の減層化を達成しうる強度を得るためには２００Ｊ／ｍ^２以上であることが望ましい。本発明者らが検討した結果では、横方向の引張りエネルギー吸収量が２００Ｊ／ｍ^２未満の場合、衝撃に対するエネルギーを吸収する方向が縦方向と横方向で極端に片寄ってしまうためか、袋の強度がそれほど向上しなかった。

なお、縦方向の引張エネルギー吸収量が１７００Ｊ／ｍ^２を超えるか、あるいは横方向の引張エネルギー吸収量が８００Ｊ／ｍ^２を超えると、剛度の低下が大きくなり、紙袋に加工しても紙腰が低くなり、袋に内容物を充填する際の作業性が低下するので好ましくない。従って、本発明の紙袋に使用される伸張紙は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が、縦方向で８００Ｊ／ｍ^２以上１７００Ｊ／ｍ^２以下、横方向で２００Ｊ／ｍ^２以上８００Ｊ／ｍ^２以下であることが好ましい。

本発明では紙層の減層化を充填適性の付与に利用することを特徴とする。すなわち、従来のクラフト紙及びクラフト伸張紙を紙袋に使用した場合、破袋強度を向上させるためには多層の構成とする必要があり、また、充填適性を改善するために透気度を３０秒以下にする必要があった。本発明の目的の一つである紙層の減層化により、本発明で使用する前記伸張紙からなる紙基材を２層、もしくは本発明で使用する前記伸張紙からなる紙基材と従来のクラフト紙又はクラフト伸張紙からなる紙基材を使用して２層とした多層袋の場合には、透気度が１５０秒以下でも十分な充填適性をもつことができることが判明した。また、本発明では紙層の減層化（省資源化）も重要な目的である。透気度を低下させるためにパルプの叩解を緩和し、紙の強度を低下させるのは好ましくない。そのような観点から透気度は、強度低下を起こさない３５秒以上であることがより好ましい。すなわち、本発明で使用する伸張紙の透気度は３５秒以上１５０秒以下の範囲であることが好ましい。

透気度を調整する手段には特に制限はないが、原料パルプの濾水度の他には、坪量を小さくする、製紙時に無機系物質を添加させるといった方法がある。

本発明で使用する前記伸張紙では、使用するパルプのカナダ標準濾水度（ＣＳＦ）を３００〜４５０ｍｌの範囲にすることが望ましい。ＣＳＦが４５０ｍｌより高い場合には十分な引張強度を持つ伸張紙が得られず、ＣＳＦが３００ｍｌより低い場合には透気度が大きくなりすぎるため、紙袋に加工した際に通気性が悪くなり、充填適性が著しく低下する。

また、本発明で使用する前記伸張紙においては、引張強度は縦方向で４ｋＮ／ｍ以上であることが望ましい。また、このような引張強度を得るために、本発明で使用する伸張紙はポリアクリルアミド、澱粉、変性でんぷん、植物ガム、カルボキシメチルセルロース等の紙力向上剤を用いることができる。

本発明で使用する前記伸張紙の坪量は、目的とする紙袋の用途及びそれに伴う紙袋の層数により異なるが、８０ｇ／ｍ^２以上１５０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。その理由は、伸張紙は、一般にその製造方法の特徴として、紙のコワサが弱くなる、そのため坪量が８０ｇ／ｍ^２未満の場合には袋への加工後も腰がなく、袋に内容物を充填する際に袋が曲がって作業し難い、また内容物を充填しても、だれて持ち運び難いといった問題に繋がるからであり、また坪量が１５０ｇ／ｍ^２を超える場合には、紙袋の層数として減層化できても省資源化という観点からは望ましくないからである。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものでない。

＜伸張紙の製造＞
各実施例、比較例とも広葉樹クラフトパルプと針葉樹クラフトパルプを７：３に配合したものを使用した。このパルプにサイズ剤（アルキルケテンダイマー、対パルプ０．３重量％）、湿潤紙力増強剤（ポリアミド・エピクロルヒドリン樹脂、対パルプ０．１重量％）、紙力剤（ポリアクリルアミド、対パルプ０．５重量％）を配合した紙料を用いて、図１に示した長網抄紙機で湿紙シート１Ａをシリンダードライヤーからなる乾燥装置２で予備乾燥して紙中水分を調整し、該水分調整した紙シート１Ｂを一対のプレスロールを備えた収縮付与装置３で所要の収縮を与え、収縮を与えた紙シート１Ｃをシリンダードライヤーからなる乾燥装置４で乾燥させて伸張紙１Ｄを得た。得られた伸張紙１Ｄは下記の方法に従って物性を測定した。
・透気度：ＪａｐａｎＴＡＰＰＩＮｏ．５−２に規定された方法で測定した。
・引張り破断伸び及び引張エネルギー吸収量：ＪＩＳＰ８１１３に規定された方法で測定した。

＜突き刺し強度＞
実施例及び比較例の多層構成のシート状物について、袋に加工した際に外側となる面の方向からＪＩＳＰ８１３４で規定された板紙の衝撃あなあけ試験方法に準じて突き刺し強度の測定を行った。

＜製袋加工＞
実施例及び比較例で得られたシート状物を長さ６４５ｍｍ、幅４９５ｍｍの内弁式両底貼袋に加工し、これに小麦粉２５ｋｇをパッカー方式で充填した。充填時に空気の抜けが悪く充填に時間がかかったものや、全量を充填できなかったものを充填性不良（×）、充填時に空気の抜けが良く充填に時間がかからず、全量を充填できたものを充填性良好（○）と評価した。

[実施例１]
ＣＳＦを３００ｍｌに叩解したパルプを用い、収縮処理装置の周速度の差を２０％で処理することで坪量１００ｇ／ｍ^２の伸張紙１Ｄを得た。この伸張紙の縦方向の引張り破断伸びは３１％で、横方向の引張り破断伸びは１１％であった。また、縦方向の引張エネルギー吸収量は８８７Ｊ／ｍ^２で、透気度は３８秒であった。つづいてクラフト紙（縦方向の引張り破断伸び９％、横方向の引張り破断伸び６％、透気度１６秒、坪量８３ｇ／ｍ^２、引張エネルギー吸収量１８０Ｊ／ｍ^２）を外層に、前記伸張紙１Ｄを内層にした２層構成のシート状物を内弁式両底貼袋に加工した。

[比較例１]
実施例１にて得た伸張紙１Ｄを外層に、実施例１のクラフト紙を内層にした２層構成のシート状物を内弁式両底貼袋に加工した。

[比較例２]
実施例１のクラフト紙を３層積層したシート状物を内弁式両底貼袋に加工した。

表１によれば、実施例１の紙袋は充填適性及び突き刺し強度ともに、良好な結果を得ることができた。一方、比較例１，２の紙袋は、充填適性については良好な結果を得ることができたが、突き刺し強度については実施例１よりも劣っていた。

本発明に係る紙袋を構成する伸張紙を製造する抄紙機の一例を示す概略構成図。

符号の説明

１Ａ湿紙シート
１Ｂ水分調整した紙シート
１Ｃ収縮処理した紙シート
１Ｄ伸張紙
２乾燥装置
３収縮付与装置
４乾燥装置

Claims

２層以上の紙基材から構成された紙袋において、最内層の紙基材として、ＪＩＳＰ８１１３に規定の引張り破断伸びが、縦方向、横方向のいずれもが１０％以上である伸張紙を用いることを特徴とする紙袋。
前記最内層の紙基材を構成する伸長紙は、ＪＩＳＰ８１１３に規定された引張エネルギー吸収量が縦方向で７００Ｊ／ｍ^２以上であり、かつＪａｐａｎＴＡＰＰＩＮｏ．５−２で規定された測定法による透気度が１５０秒以下であることを特徴とする請求項１に記載の紙袋。
前記最内層の紙基材を構成する伸張紙は、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、表面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールを備え、加圧下で前記硬質ロールと前記軟質ロールのうち一方のロール周速度に対し他方のロール周速度を遅くして回転するようにした収縮付与装置の、前記一対のプレスロール間に紙シートを通して該紙シートに収縮を与えることによって得られる伸張紙であることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙袋。